Биология / Лекции Щербатюк Т.Г / 24. Ионизирующее излучение(самоподготовка)

Тема лекции:

ОРГАНИЗМ И СРЕДА. ИОНИЗИРУЮЩАЯ РАДИАЦИЯ. ВЛИЯНИЕ

ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ.

«Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию ..., такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет…

Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на

самоуничтожение?».В.И. ВЕРНАДСКИЙ (1922 г.)

«С увеличением использования атомной энергии, даже в мирных целях, – сказал он, – проблема обеспечения безопасности станет очень важной, поскольку человеческий

зародышевый материал должен быть надежно защищен от этого дополнительного и мощного источника постоянного

загрязнения».

МЁЛЛЕР Герман Дж., 1946 г

Нобелевская лекция «Появление мутаций»

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ. ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.

1. Температура окружающей среды

ПРЕДЕЛЫ ОБИТАНИЯ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ НА ЗЕМЛЕ:

ОТ - 200° С ДО + 100 ° С.

Наибольший диапазон имеют самые низкоорганизованные существа микроорганизмы, в частности, бактерии (около 90° С и даже 250 ° С), тогда как самые устойчивые насекомые погибают, если температура окружающей среды превышает 50° С.

При анализе взаимосвязей между организмами и температурой окружающей среды все ОРГАНИЗМЫ ДЕЛЯТ НА ДВА ТИПА:

ГОМОЙОТЕРМНЫХ И ПОЙКИЛОТЕРМНЫХ.

2. Влажность.

Вода, т. е. ее количество и качество в окружающей среде, является лимитирующим физическим фактором как в наземных, так и в водных экосистемах.

Вода составляет основную массу организмов животных и растений. Ткани большинства живых организмов

на 50 - 80 % состоят из воды (медуза -95 % воды, моллюски - 92 %). Внутренняя среда практически всех известных организмов является водной, и все обменные процессы протекают именно здесь. Наиболее древний путь регуляции функций - гуморальный, т. е. "жидкостный"; нервная система и нервные пути регуляции появились в ходе эволюции позднее.

Выделяют следующие характеристики, важные для описания воды как лимитирующего фактора в экосистеме:

влажность, количество осадков, иссушающие свойства воздуха, доступная площадь водного запаса.

Влажность характеризует содержание водяного пара в воздухе. Количество пара в воздухе зависит от температуры и давления.

Для 1 количественной характеристики влажности обычно используют параметр относительной влажности. Этот параметр отражает отношение количества пара в воздухе к насыщающему количеству пара при данной температуре и давлении.

3. Соленость

Водный обмен теснейшим образом связан с солевым.

Он приобретает особое значение для водных организмов (гидробионтов).

Для всех водных организмов характерно наличие проницаемых для воды покровов тела, поэтому различие в концентрации растворенных в воде солей и солей, определяющих осмотическое давление в клетках организма, создает осмотический ток.

Он направлен в сторону большего давления.

Убольшинства морских организмов внутриклеточная концентрация солей близка к таковой в морской воде. Любые изменения внешней концентрации приводят

к пассивному изменению осмотического тока. Внутриклеточное осмотическое давление меняется соответственно изменению концентрации солей в водной среде.

Такие организмы называют пойкилоосмотическими. К ним относятся все низшие растения (в том числе сине-зеленые водоросли - цианобактерии), большинство морских беспозвоночных животных.

гомойоосмотические способны активно регулировать осмотическое давление и поддерживать его на определенном уровне независимо от изменений концентрации солей

в воде, поэтому их называют также осморегуляторами. К ним относятся высшие раки, моллюски, водные насекомые.

Осмотическое давление внутри клеток не зависит от химической природы растворенных

вцитоплазме солей. Оно обусловлено общим количеством растворенных частиц (ионов).

Уосморегуляторов активная ионная регуляция обеспечивает относительное постоянство нутренней среды, а также способность избирательно извлекать из воды отдельные ионы и накапливать их в клетках своего организма.

4. Реакция среды (рН)

Распространение и численность популяций существенно зависит от реакции почвы или водной среды.

Снижение рН ниже 3, также как повышение выше 9, приводит к повреждению протоплазмы корней большинства сосудистых растений. Изменение рН в почве вызывает ухудшение условий питания: снижается доступность биогенных элементов для растений. Пределы устойчивости к закислению почвы у разных растений различны, но только немногие растения могут расти и размножаться при рН ниже 4,5. Повышенная кислотность водных экосистемдействует негативно в трех направлениях:нарушения осморегуляции, активности ферментов (они имеют оптимумы рН), газообмена; токсического воздействия ионов металлов;

нарушений в пищевых цепях, изменения пищевого рациона и доступности пищи.

5. Газовый состав среды обитания

Концентрация кислорода и двуокиси углерода, которые составляют в атмосферном воздухе 21 % и 0,03 % по объему соответственно, являются лимитирующими факторами. Гомеостаз обеспечивается постоянством параметров внутренней среды организмов; содержание кислорода и углекислого газа в различных тканях и органах поддерживается на относительно постоянном уровне. Карбонатная система жидкостей организма служит хорошим буфером, обеспечивающим гомеостаз

6. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ

Солнечная радиация относится к числу факторов, сыгравших ключевую историческую роль в эволюции биосферы.

Эта эволюция, по образному выражению Ю. Одума, была направлена на "укрощение«

поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих, ослабление вредных и защиту от них.

Таким образом, свет - это фактор не только '' жизненно важный, но и лимитирующий,

причем и на максимальном, и на минимальном уровнях.

СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ - ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ДЛИНАМИ ВОЛН ОТ 0,05 ДО 3000 НМ

(1 НМ = 1×10-9 М) И БОЛЕЕ.

Этот ПОТОК можно разделить на НЕСКОЛЬКО ОБЛАСТЕЙ,

различающихся физическими свойствами и экологическим значением для различных групп организмов.

• < 150 нм - зона ионизирующей радиации,

•150 - 400 (390) нм - ультрафиолетовая (УФ) радиация

•400 (390) - 800 (760) нм - видимый свет

(границы диапазона различаются для разных организмов •800 (760) - 1000 нм - инфракрасная (ИК) радиация,1000 нм - зона т.н. дальней ИК-радиации – мощного фактора теплового режима среды.

Нобелевская премия по физике, 1903 г. совместно с Анри Беккерелем

торий испускает « лучи Беккереля» 1898 открыли

еще два новых радиоактивных элемента - полоний и радий. Испускание лучей Беккереля – « радиоактивность»

Ирен и Фредерик Жолио Кюри обнаружили при проведении ядерной реакции образование нового, не встречающегося в природе радионуклида - фосфора 30Р.

искусственная радиоактивность.

Нобелевская премию по химии 1935 г.